CN204462174U - 一种血型血清学自动化检测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种血型血清学自动化检测系统，其特征在于，所述系统包含底座（1），所述底座上设置有大横梁（2）、样本转盘（3）、试剂转盘（4）、蠕动泵（5）、离心管架（6）、孵育架（7）、离心机（8）、摄像头（9）、振荡混匀装置（10）和加珠装置（11）。本实用新型的检测系统通过各部分的密切配合，可以快速判断实验结果，准确率高，对弱凝集的检出率高，有很好的灵敏度，尤其是加珠装置取得了良好效果，自动化程度高，加珠动作准确迅速，大幅降低了原有振荡机构的震动力度，改善了微量液体的悬浮效果，满足血液免疫反应的操作要求。
Description
技术领域
本实用新型属于涉及一种血型血清学自动化检测系统。
背景技术
血型血清学的检测方法大致分为两类，一类为手工方法，一类为自动化仪器方法。检测的原理多数都是依据抗原抗体发生凝集反应，人工观察或仪器检测凝集状态从而判断实验结果。人工采用的方法包括试管法和玻片法，观察的准确度依赖经验积累和处理过程的准确程度，对于弱凝集反应，还需要使用其它工具（如显微镜）才能判断。仪器的检测方法大致有两种，一种是使用微柱凝胶卡作为载体，在凝胶微柱介质中，红细胞抗原与相应抗体结合，经低速离心凝集的红细胞悬浮于凝胶上部，未和抗体结合的红细胞则沉于凝胶底部，再通过图像识别给出反应结果。另外一种是平板图像识别法，平板类型还有U形或V形，不凝集的细胞会滚落在中心形成细胞扣，凝集的细胞则会铺满圆孔的底步，再通过对平板上的图像进行识别，从而判断凝集状态。
手工方法的缺点在于大批量实验时操作繁琐，效率较低，实验结果需人工登记而不能实现自动化，且不能保证不存在由于疏忽引起的人为差错；在手工复悬细胞时，如果力度掌握不好，容易破坏弱凝集状态，从而不能得出正确结果。凝胶卡的优点在于灵敏度高，但是价格较高，如果样本出现细菌感染，容易出现假阳性结果。平板图像法处理的速度很快，但是不适合处理需要进行细胞洗涤的实验，往往需要专用细胞洗涤仪器配合。
而且，手工进行血液免疫学试验时，需要将样本和试剂加入标准系列的玻璃试管进行复悬振荡，然后观察实验结果。使用自动化仪器进行检测的时候，由于反应管横截面面积较小，液体流动性差。为了将反应物混匀和复悬，需要较大振荡的力度。
单纯的依靠振荡力度解决悬浮液复悬的方法，存在以下缺点：
1、如果振荡力度偏小，则抗原抗体阴性反应状态下，附着在离心管底部的物质不易悬浮；
2、如果振荡力度偏大，则抗原抗体的阳性反应状态容易被破坏，尤其是弱凝集反应；
3、震动较大，对零部件的装配可靠性和一致性要求高。
故，人们需要找到一种更合适的方法和设备来解决这些问题。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可以快速判断实验结果，准确率高，对弱凝集的检出率高，有很好的灵敏度的血型血清学自动化检测系统。
为了改善液体在微量离心管内的振荡复悬效果，本实用新型人想到在离心管内加入较离心管的管底部小的钢珠或其它材质形状物体的方法，具体为由于离心管在振荡过程中，钢珠或其它材质形状物体在离心管底部运动，会破坏液体的表面张力，带动液体流动，从而将离心管内部的未发生凝集反应的细胞悬浮起来，同时不破坏发生凝集反应的细胞状态，使得结果更为可靠、精确，由此，将其与本实用新型的其他技术方案融合在一起，形成本实用新型的技术方案。
本实用新型所采取的技术方案为：
一种血型血清学自动化检测系统，其特征在于，所述系统包含底座，所述底座上设置有大横梁、样本转盘、试剂转盘、蠕动泵、离心管架、孵育架、离心机、摄像头、振荡混匀装置和加珠装置，所述大横梁上设置有支座和机械手，且支座和机械手可在横梁上做左右方向直线运动，所述支座上设置有吸样针，吸样针可沿着支座做上下方向直线运动，所述样本转盘和试剂转盘位于吸样针的下方，试剂转盘和样本转盘可分别单独旋转，转盘中间是清洗池，所述离心管架和孵育架可做前后方向直线运动，所述离心管架和孵育架上设有用于放置离心管的槽孔，所述振荡混匀装置位于大横梁之下，加珠装置的前方，所述振荡混匀装置上设有振荡盒，振荡盒位于加珠装置的下方，所述振荡盒内用于放置离心管，所述振荡盒上还设有光通量检测装置，所述光通量检测装置包含设置在离心管的两侧的发光管和光电接收器；摄像头位于振荡混匀装置的后方，用于拍摄反应图像留档查看。
作为优选，所述加珠装置包含加料仓，所述加料仓内装有助微量液体悬浮的振荡体，加料仓前部有若干个可供振荡体穿过的通孔，加料仓下面设有一块活动推板，所述活动推板与电机上的电机齿轮啮合，可前后运动，所述电机设置在活动推板下面，在活动推板上也对应设有若干个可容纳振荡体的通孔，活动推板之下还设有一块固定板，所述活动推板、加料仓和电机均设置在固定板之上，所述固定板的前部也对应设有若干个可供振荡体穿过的通孔，所述固定板安装在导轨上，由设置在导轨上的皮带带动可以前后运动；在所述固定板的前部还装有光耦检测装置。
作为优选，所述助微量液体悬浮的振荡体为钢珠或其它材质形状物体，钢珠或其它材质形状物体的直径在1.5~2.5mm，也可根据离心管内腔面积选定，更优的是，选用助微量液体悬浮的振荡体为钢珠，钢珠直径为2mm。
作为优选，所述加料仓、活动推板和固定板上的通孔大小均与振荡体直径大小相匹配。
作为优选，所述光耦检测装置为一个光耦检测电路。
作为优选，所述方法中所用的离心管包括离心管本体，所述离心管本体的一端比另一端长，所述离心管本体包括六个连排的倒四棱锥形的孔，所述孔的孔底为一个球曲面，相邻两个孔底之间管壁向内设置有槽，所述槽共有五个。这种离心管，其包含连排的倒四棱锥形的孔，因此在做离心运动时，不会发生旋转，避免了事故的发生，由于离心管本体的一端比另一端长，左右不对称，因此试验人员不会将离心管的位置放错。
本实用新型的系统所采用的检测方法是依据经典试管法的原理，在离心管（兼做反应杯）内加入实验所需的样本及试剂，混合之后放入离心机，在离心之后由机械手将离心管放入专用的振荡盒内，进行振荡复悬，振荡速度由电机控制。为改善复悬效果，提供了一种在离心管内加入例如钢珠（或其它材质形状物体）的助微量液体悬浮的振荡体的方法，钢珠（或其它材质形状物体）的直径在2mm，也可根据离心管内腔面积选定，由于离心管在振荡过程中，钢珠（或其它材质形状物体）在离心管底部运动，会破坏液体的表面张力，带动液体流动，从而将离心管内部的未发生凝集反应的细胞悬浮起来，同时不破坏发生凝集反应的细胞状态。
采用检测光通量的方法来判断反应的凝集状态，在离心管的两侧分别放置发光管和光电接收器，由于不凝集的细胞悬浮在溶液中，对发出的特定波长的光线（如蓝光和绿光）有较强的吸收，光电接收器（光电二极管、光电池等）产生的光电流较弱；如果发生了凝集反应，那么大部分细胞落在离心管底部，溶液呈现透明状，光通量较大，对应检测出的光电流较大，对于较弱的凝集反应（如1+、2+），由于若干个细胞聚集在一起，会比不凝集（阴性反应）的细胞沉降的快，在一定时间内检测的光通量变化量与阴性反应的变化量明显不同。利用这一特性，建立分级反应（阴性，可疑1+、2+、3+、4+）的光通量数学模型。
具体的依靠该自动化检测系统检测血型血清学的检测方法，包含如下步骤：
步骤1）、在离心管内加入实验所需的样本及试剂，混合之后放入离心机进行离心；
步骤2）、离心之后将离心管采用光通量检测装置，进行第一次光通量检测，检测是否有溶血现象并记下数值；
步骤3）、向离心管中加入较离心管的管底部小的助微量液体悬浮的振荡体，根据相应的试验类型选择合适的振荡频率、幅度对离心管进行振荡复悬，复悬后进行光通量第二次检测并记下数值；由于离心管在振荡过程中，钢珠或其它材质形状物体在离心管底部运动，会破坏液体的表面张力，带动液体流动，从而将离心管内部的未发生凝集反应的细胞悬浮起来，同时不破坏发生凝集反应的细胞状态，大幅降低了原有振荡机构的震动力度，方便有效、可控地改善了微量液体的悬浮效果，满足血液免疫反应的操作要求，使得结果更为可靠、精确；
步骤4）、根据样品种类的不同，选择在相应时间之后，再进行第三次检测并记下数值；
步骤5）、基于不凝集的细胞悬浮在溶液中，对穿过其中的特定波长的光线（如蓝光和绿光）有较强的吸收，即光通量较小，位于溶液另一侧的光电接收器（光电二极管、光电池等）由此产生的光电流会较弱；如果发生了凝集反应，那么大部分细胞落在离心管底部，溶液呈现透明状，光通量较大，对应检测出的光电流较大，对于较弱的凝集反应（如1+、2+），由于若干个细胞聚集在一起，会比不凝集（阴性反应）的细胞沉降的快，对其在一定时间内检测的光通量变化量与阴性反应的变化量明显不同的原理，建立分级反应（阴性，1+、2+、3+、4+）的光通量数学模型；更细分级的话，还可分为（阴性，可疑，1+、2+、3+、4+）的光通量数学模型。
步骤6）、依据上述步骤2）~步骤4）记录的三个数值即三次光电流数值及三次的变化情况，基于步骤5）的光通量数学模型判定出实验分级结果。
作为优选，所述步骤4）中的时间设定为1.5min~2.5min，更优地，设定为2min。
由于采用了上述技术方案，本实用新型具有如下技术效果：
通过实践测试，本实用新型的检测系统基于新的检测方法而设立，通过各部分的密切配合，可以快速判断实验结果，准确率高，对弱凝集的检出率高，有很好的灵敏度，尤其是加珠装置取得了良好效果，自动化程度高，加珠动作准确迅速，大幅降低了原有振荡机构的震动力度，改善了微量液体的悬浮效果，满足血液免疫反应的操作要求。
附图说明
本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是本实用新型检测系统的结构示意图；
图2是实施例中加珠装置的结构示意图；
图3是实施例中钢珠移动原理示意图；
图4是实施例中离心管中加入钢珠后的结构示意图；
图5是实施例中离心管中加入钢珠后的俯视图；
图6是实施例中光通量数学模型判定分级结果的规则图；
图中：底座1、大横梁2、样本转盘3、试剂转盘4、蠕动泵5、离心管架6、孵育架7、离心机8、摄像头9、振荡混匀装置10、加珠装置11、支座12、机械手13、吸样针14、清洗池15、离心管16、振荡盒17、加料仓11.1、活动推板11.2、电机11.3、固定板11.4、电机齿轮11.5、导轨11.6、皮带11.7、光耦检测装置11.8，钢珠11.9，离心管本体16.1，孔16.2，孔底16.2.1、槽16.3。
具体实施方式
本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
如图1所示，一种血型血清学自动化检测系统，其特征在于，所述系统包含底座1，所述底座上设置有大横梁2、样本转盘3、试剂转盘4、蠕动泵5、离心管架6、孵育架7、离心机8、摄像头9、振荡混匀装置10和加珠装置11，所述大横梁2上设置有支座12和机械手13，且支座12和机械手13可在大横梁2上做左右方向直线运动，所述支座12上设置有吸样针14，吸样针14可沿着支座12做上下方向直线运动，所述样本转盘3和试剂转盘4均位于吸样针14的下方，且试剂转盘4和样本转盘3可分别单独旋转，两个转盘中间是清洗池15，所述离心管架6和孵育架7可做前后方向直线运动，所述离心管架6和孵育架7上设有用于放置离心管16的槽孔，所述振荡混匀装置10位于大横梁2之下，加珠装置11的前方，所述振荡混匀装置10上设有振荡盒17，所述振荡盒17位于加珠装置11的下方，所述振荡盒17内用于放置离心管，所述振荡盒17上还设有光通量检测装置，所述光通量检测装置包含设置在离心管的两侧的发光管和光电接收器；摄像头9位于振荡混匀装置10的后方，用于拍摄反应图像留档查看。
如图2所示，所述加珠装置11包含加料仓11.1，所述加料仓11.1内装有具体为钢珠的助微量液体悬浮的振荡体11.9，加料仓11.1前部有若干个可供钢珠穿过的通孔，加料仓11.1下面设有一块活动推板11.2，所述活动推板11.2与电机11.3上的电机齿轮11.5啮合，可前后运动，所述电机11.3设置在活动推板11.2下面，在活动推板11.2上也对应设有若干个可容纳钢珠的通孔，活动推板11.2之下还设有一块固定板11.4，所述活动推板11.2、加料仓11.1和电机11.3均设置在固定板11.4之上，所述固定板11.4的前部也对应设有若干个可供钢珠穿过的通孔，所述固定板11.4安装在导轨11.6上，由设置在导轨11.6上的皮带11.7带动可以前后运动；在所述固定板11.4的前部还装有光耦检测装置11.8。所述珠子为钢珠。所述钢珠的直径为1.5~2.5mm。所述加料仓11.1、活动推板11.2和固定板11.4上的通孔大小均与钢珠直径相匹配。所述光耦检测装置11.8为一个光耦检测电路。
如图3所示，为加珠装置11的加珠原理图,作为助微量液体悬浮的振荡体的钢珠11.9先在加料仓11.1内，随着活动推板11.2在电机齿轮11.5的推动下往前走，活动推板11.2的通孔与加料仓11.1前端的通孔对正时钢珠11.9落入活动推板11.2的孔内，活动推板11.2继续前进，与固定板11.4上的通孔对正时，钢珠11.9落入固定板11.4的通孔，并直接落入放置在下面的离心管16内。
如图4和图5所示，为所述系统和系统所基于的方法中所用的离心管16中加入作为助微量液体悬浮的振荡体的钢珠11.9后的结构示意图，所述离心管16包括离心管本体16.1，所述离心管本体16.1的一端比另一端长，所述离心管本体16.1包括六个连排的倒四棱锥形的孔16.2，所述孔16.2的孔底16.2.1为一个球曲面，相邻两个孔底16.2.1之间管壁向内设置有槽16.3，所述槽16.3共有五个。这种离心管，其包含连排的倒四棱锥形的孔，因此在做离心运动时，不会发生旋转，避免了事故的发生，由于离心管本体的一端比另一端长，左右不对称，因此试验人员不会将离心管的位置放错。在其中加入钢珠后，方便有效、可控地改善了微量液体的悬浮效果，大幅降低了原有振荡机构的震动力度，改善了微量液体的悬浮效果，满足血液免疫反应的操作要求。
工作原理：本检测系统，吸样针14作上下直线运动以完成吸样、加样、配比、稀释等工作，机械手13可以将离心管16夹起并提起，待移动到所需位置再将离心管16放下并松开，试剂转盘4用于摆放各种试剂，样本转盘3上用于摆放各种样本，转盘中间的清洗池15可对吸样针14进行清洗，蠕动泵5用以完成吸样针14的清洗、细胞的洗涤以及废液的排放等工作，离心管架6和孵育架7上排满特制的离心管16，在离心管架6处可完成样本与试剂的混合、溶液的配比及混匀等工作，在孵育架7处可进行37℃的孵育实验，离心机8是将在离心管16中混合有试剂的样本溶液进行离心，然后通过机械手13将离心管16抓取到振荡混匀装置10处进行震荡、复悬并完成检测，加珠装置11是用于向震荡、复悬前的装有样本溶液的离心管16中加入钢珠11.9。
具体实施时，采用如上的血型血清检测系统，以正定型为例，取5种样本，
步骤1）、在离心管16内加入实验所需的样本及试剂，混合之后放入离心机8进行离心；
步骤2）、离心之后将离心管16采用光通量检测装置，进行第一次光通量检测，检测是否有溶血现象并记下数值；
步骤3）、向离心管16中加入直径为2mm的钢珠11.9，根据相应的试验类型选择合适的振荡频率、幅度对离心管16进行振荡复悬，复悬后进行光通量第二次检测并记下数值；
步骤4）、根据样品种类的不同，选择在2min之后，再进行第三次检测并记下数值；
步骤5）、基于不凝集的细胞悬浮在溶液中，对穿过其中的特定波长的光线（如蓝光和绿光）有较强的吸收，即光通量较小，位于溶液另一侧的光电接收器（光电二极管、光电池等）由此产生的光电流会较弱；如果发生了凝集反应，那么大部分细胞落在离心管底部，溶液呈现透明状，光通量较大，对应检测出的光电流较大，对于较弱的凝集反应（如1+、2+），由于若干个细胞聚集在一起，会比不凝集（阴性反应）的细胞沉降的快，对其在一定时间内检测的光通量变化量与阴性反应的变化量明显不同的原理（即弱凝集的细胞随着时间延长会沉降下去，溶液会变得相对透明一点，则光通量会稍微变大），建立分级反应（阴性，可疑，1+、2+、3+、4+）的光通量数学模型；
步骤6）、依据上述步骤2）~步骤4）记录的三个数值即三次光电流数值及三次的变化情况，对照系统设定的判定规则即基于步骤5）的光通量数学模型判定出实验分级结果。判定的规则举例如图6。
从图6可以看出，对于在3次光通量检测中光通量一直很大的样本溶液，定为发生凝集反应的（4+）样本溶液，原因是若发生强烈的凝集反应，凝集的细胞会沉降迅速，溶液迅速透明；
对于在第1次时，光通量很大，在第2次和第3次中，光通量也较大，且第3次的光通量结果比第2次更大一点的溶液，对于这种溶液，定为发生较强凝集反应的（3+）的样本溶液，原因是若发生较强凝集反应，在第2次检测时发生较强凝集的细胞大部分将已相对迅速地沉降了，而没有凝集的细胞浮在溶液中，溶液拥有了相对大的透明度，随着时间的延长，第3次检测时，剩余的发生较强凝集的细胞将进一步沉降，使得溶液进一步透明，光通量变大；
对于在第1次时，光通量很大，在第2次和第3次中，光通量在第2和第3次测量的结果的变化过程与发生较强凝集反应（3+）的样本溶液的相似，但是整体光通量较之小一些的溶液，定为发生较弱凝集反应（1+、2+）的样本溶液，原因同（3+）样本溶液；
对于在第1次时，光通量很大，在第2次和第3次中测量时光通量结果都很小、而且较为稳定的样本溶液，定为阴性的（-）即不发生凝集反应的样本溶液，原因就是不凝集的细胞将一直悬浮在溶液中导致的溶液不透明。
通过将试验测得的结果对比上述判定的规则，可以快速判断实验结果，准确率高，对弱凝集的检出率高，有很好的灵敏度，由此证明该血型血清学自动化检测方法科学有效。
通过实践测试，本实用新型的方法方便有效、可控地改善了微量液体的悬浮效果，满足血液免疫反应的操作要求；采用试管光通量检测法，是得到最广泛使用的方法，可以快速判断实验结果，准确率高，对弱凝集的检出率高，有很好的灵敏度。本实用新型的检测系统通过各部分的密切配合，可以快速判断实验结果，准确率高，对弱凝集的检出率高，有很好的灵敏度，尤其是加珠装置取得了良好效果，自动化程度高，加珠动作准确迅速，大幅降低了原有振荡机构的震动力度，改善了微量液体的悬浮效果，满足血液免疫反应的操作要求。
本实用新型并不局限于前述的具体实施方式。本实用新型扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (5)
1.一种血型血清学自动化检测系统，其特征在于，所述系统包含底座（1），所述底座上设置有大横梁（2）、样本转盘（3）、试剂转盘（4）、蠕动泵（5）、离心管架（6）、孵育架（7）、离心机（8）、摄像头（9）、振荡混匀装置（10）和加珠装置（11），所述大横梁（2）上设置有支座（12）和机械手（13），且支座（12）和机械手（13）可在大横梁（2）上做左右方向直线运动，所述支座（12）上设置有吸样针（14），吸样针（14）可沿着支座（12）做上下方向直线运动，所述样本转盘（3）和试剂转盘（4）均位于吸样针（14）的下方，且试剂转盘（4）和样本转盘（3）可分别单独旋转，两个转盘中间是清洗池（15），所述离心管架（6）和孵育架（7）可做前后方向直线运动，所述离心管架（6）和孵育架（7）上设有用于放置离心管（16）的槽孔，所述振荡混匀装置（10）位于大横梁（2）之下，加珠装置（11）的前方，所述振荡混匀装置（10）上设有振荡盒（17），所述振荡盒（17）位于加珠装置（11）的下方，所述振荡盒（17）内用于放置离心管（16），所述振荡盒（17）上还设有光通量检测装置，所述光通量检测装置包含设置在离心管（16）两侧的发光管和光电接收器；摄像头（9）位于振荡混匀装置（10）的后方。
2.根据权利要求1所述的血型血清学自动化检测系统，其特征在于，所述加珠装置（11）包含加料仓（11.1），所述加料仓（11.1）内装有较离心管（16）的管底部小的助微量液体悬浮的振荡体（11.9），加料仓（11.1）前部有若干个可供振荡体（11.9）穿过的通孔，加料仓（11.1）下面设有一块活动推板（11.2），所述活动推板（11.2）与电机（11.3）上的电机齿轮（11.5）啮合，可前后运动，所述电机（11.3）设置在活动推板（11.2）下面，在活动推板（11.2）上也对应设有若干个可容纳振荡体（11.9）的通孔，活动推板（11.2）之下还设有一块固定板（11.4），所述活动推板（11.2）、加料仓（11.1）和电机（11.3）均设置在固定板（11.4）之上，所述固定板（11.4）的前部也对应设有若干个可供振荡体（11.9）穿过的通孔，所述固定板（11.4）安装在导轨（11.6）上，由设置在导轨（11.6）上的皮带（11.7）带动可以前后运动；在所述固定板（11.4）的前部还装有光耦检测装置（11.8）。
3.根据权利要求2所述的血型血清学自动化检测系统，其特征在于，所述助微量液体悬浮的振荡体（11.9）为钢珠，所述钢珠的直径为1.5~2.5mm。
4.根据权利要求2所述的血型血清学自动化检测系统，其特征在于，所述加料仓（11.1）、活动推板（11.2）和固定板（11.4）上的通孔大小均与振荡体（11.9）的大小相匹配。
5.根据权利要求1所述的血型血清学自动化检测系统，其特征在于，所述离心管包括离心管本体（16.1），所述离心管本体（16.1）的一端比另一端长，所述离心管本体（16.1）包括六个连排的倒四棱锥形的孔（16.2），所述孔（16.2）的孔底（16.2.2）为一个球曲面，相邻两个孔底（16.2.1）之间管壁向内设置有槽（16.3），所述槽（16.3）共有五个。
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